Radar OTH: La spiegazione di certi strani disturbi.

Come sempre succede che cercando un DX fuori dagli schemi, proprio mentre stiamo portando a compimento un collegamento "storico", ci si imbatte in strani disturbi, spesso su bande radioamatoriali o anche in piena Banda Cittadina, facendoci perdere l'occasione che aspettavamo da molto tempo.

A parte i disturbi di tipo locale, può succedere di imbattersi in trasmissioni di natura militare che apparentemente sembrano banali disturbi, ma in realtà proprio non lo sono.
Il fatto è che quando si tratta di trasmissioni di tipo militare legati a fattori di sicurezza, tutte le frequenze sono buone per arrivare allo scopo, per cui noi radio operatori nella nostra piccolezza rispetto a ragioni di forza maggiore, dobbiamo subire passivamente oppure imparare ad evitare le frequenze interessate da tali servizi.
Ma nel nostro piccolo scaturisce anche queste domande: "Ma perché questi servizi sono sulle nostre frequenze?", "Sarà il particolare funzionamento a rendere necessario l'utilizzo di determinate frequenze?".
In realtà è proprio così, sopratutto quando si parla di "Radar OTH" ovvero Radar Over The Horizon.
Qualcuno a questo punto si chiederà: "Ma i radar non funzionano con le microonde?"
Certo, i radar classici funzionano nella gamma delle microonde, la maggior parte fra gli 11 ed i 22 GHz, ma hanno la caratteristica di non riuscire a "vedere" bene oltre l'orizzonte ottico, per via della caratteristica delle microonde, cioè di propagarsi assolutamente in linea retta, quindi essere abbastanza inutili oltre la curvatura terrestre.
Così durante il periodo della guerra fredda, sono stati fatti un bel po' di esperimenti da parte di entrambi gli schieramenti, nel settore "radar" per ovviare al problema "orizzonte" e che hanno prodotto dei sorprendenti risultati utilizzando nuove tecnologie nel campo della gamma delle HF, cioè dove le onde radio per via della riflessione ionosferica possono andare ben oltre l'orizzonte.
A differenza delle microonde, dove quando un fascio a microonde colpisce un ostacolo, l'eco di ritorno ripercorre la via del ritorno in linea retta, nel capo delle HF quando un fascio di onde radio colpisce un ostacolo, produce oltre all'eco dei fenomeni di diffrazione diversi dalle microonde.
Per questo per poter arrivare allo scopo diventa necessario avere più frequenze a disposizione, visto che per arrivare allo scopo di coprire determinate zone geografiche bisogna adeguarsi ai capricci degli strati della ionosfera, sia per l'impulso di trasmissione, sia per l'impulso di eco che fa il percorso al contrario.
Proprio per questo motivo un Radar OTH può andare ad operare sulle frequenze che le stazioni "chirp" ritengono più indicate per esercitare il servizio.




Siccome anche il settore delle radiotelecomunicazioni si è espanso e diviso in vari settori con competenze assai variegate e le mie competenze finiscono qui, ho ritenuto opportuno inserire un articolo di   su
dove si può trovare qualche altra informazione interessante per chi volesse approfondire l'argomento.

Buona lettura...

31 gennaio 2010

Over the Horizon Radar, le onde corte come sensori

Tra le applicazioni più interessanti - e sicuramente non obsolete - delle radioemissioni in alte frequenze (HF) c'è tutta la problematica del rilevamento radar a distanze superiori rispetto all'orizzonte ottico e dello studio della ionosfera e della propagazione con tecniche di "sounding". Le onde corte in questo caso non servono per comunicare tra due punti: tutto si basa sulla "autoricezione" di un segnale che parte da un punto A e ritorna al punto A sottoforma di eco. La natura e l'intensità di questa eco fornisce delle informazioni sull'oggetto (per esempio un aereo nel caso del radar) o un fenomeno fisico (per esempio uno strato ionosferico).


Lo spunto per queste brevi riflessioni viene dall'immagine di un spettrogramma catturato da un ricevitore SDR (l'SDR-IQ della RFSpace) nelle frequenze della banda radioamatoriale dei 20 metri. Tra le righe verticali corrispondenti ai vari segnali ricevuti nel corso del tempo con il software SpectraVue, si distingue un sottile tratto sghembo in orizzontale. Un frequentatore della mailing list UDXF, dedicata al monitoraggio dei segnali non broadcast civili o militari che siano, si chiede se questa traccia provenga da un radar "over the orizon" o se viceversa si tratti del tipico segnale di una ionosonda, lanciato per analizzarne l'eco su un'ampia finestra di frequenze. In questo caso la risposta giusta è la seconda: la riga che si può vedere è il "chirping" il cinguettio di una ionosonda, che secondo un altro iscritto a UDXF ha un andamento di 100 kHz al secondo tra 2 e 30 MHz (in 280 secondi il segnale passa da 2 a 30 MHz). Un approfondimento sui "chirp sounder" ionosferici e la strumentazione per ricerli si trova su questa pagina del ricchissimo sito di Brooke Clarke. In essa trovate i dettagli anche storici dei "chirp sounder receivers" creati per il monitoraggio di questi segnali. Altri dettagli aggiornati si trovano per esempio sul sito della TCI, un fornitore di apparati di avionica e SIGINT. Va da sé che oggi applicazioni HF di questo tipo si studiano anche con il software del DSP.
Insieme ai segnali delle radiosonde nello spettro delle onde corte - che oltre alle antenne del progetto HAARP comprendono anche quelle dell'analogo esperimento SuperDARN (Super Dual Auroral Radar Network della Johns Hopkins University) si possono ancora ascoltare le "spazzolate" di diversi impianti radar over the orizon in funzione in diverse località del mondo. In chi ascolta emittenti broadcast da lunga data il ricordo va subito alla anni della guerra fredda quando i sovietici avevano inserito nei loro sistemi di sorveglianza antimissilistica dei radar HF come il celeberrimo "woodpecker", il picchio (un nomignolo causato dal suo caratteristico suono martellante). Sul sito "Englishrussia.com" si trovano spettacolari immagini delle antenne del radar OTH attivo una trentina d'anni fa nei pressi di Chernobyl Ma se oggi volessimo ascoltare uno di questi radar non dovremmo fare molta strada. Ce n'è uno in Francia, a Dreux, gestito da ONERA, una compagnia aerospaziale, e chiamato nientepopodimeno che Radar Nostradamus. Anche a Jindalee, in Australia, esiste un analogo trasmettitore. Altri radar OTH sono attivi nella base britannica di Akrotiri, a Cipro, ma ne vengono segnalati anche in Cina (il "firedragon"), o in Spagna, in Iran. I più interessati a monitorarne le attività sono proprio i radioamatori, le cui bande risultano a volte pesantemente interferite.
Una terza categoria di radar HF con emissioni ad ampio spettro ("sweeper") è quella utilizzata per i rilevamenti oceanografici. Il sito Web di CODAR, una società specializzata in apparecchiature destinate a questa classe di ricerche, contiene anche una breve scheda con la storia delle sonde HF costiere utilizzate per misurare l'andamento delle correnti marine e del moto ondoso. I primi a sperimentare questa tecnologia sono stati il DARPA e la NOAA, con la collaborazione della Stanford University e dello Scripps Institution of Oceanography di San Diego. Questa è la scheda di un recente manuale dell'editore Springer, Land-Based Over-the-Horizon Radar Techniques for Monitoring the North-East Atlantic Coastal Zone.
Incuriositi da queste notizie? La newsletter dallo IARU, l'associazione internazionale dei radioamatori, ha raccolto una breve antologia di campioni audio dei maggiori radard over the horizon, la trovate su questa pagina. Ma persino una band elettronica scozzese, i Board of Canada, si sono fatti prendere dalla suggestione dell'argomento e nel 2002 hanno pubblicato un album intitolato Over the Horizon Radar.

Ecco invece qui di seguito tre videate appena confezionate con Perseus da Fabrizio Magrone. Le prime due sono radar OTH (uno intersecato da una ionosonda), la terza contiene il tracciato di un'altra ionosonda: